3D-печать Inconel 625

3D-печать Inconel 625 это никель-хром-молибденовый сплав, из которого методом 3D-печати можно изготавливать высокопроизводительные компоненты для ответственных применений. В этом руководстве рассказывается обо всем, что касается сплава Inconel 625 для аддитивного производства.

Обзор 3D-печать с использованием Inconel 625

Inconel 625 - это суперсплав, обладающий:

• Высокая прочность и твердость при повышенных температурах
• Отличная коррозионная стойкость
• Хорошая свариваемость и обрабатываемость
• Стойкость к окислению и ползучести

Ключевые свойства позволяют использовать его для 3D-печати сложных геометрических форм с помощью порошков:

• Доступно для основных процессов печати: DMLS, SLM, Binder Jetting
• Возможность печати свесов и внутренних каналов
• Хорошая точность размеров и качество обработки поверхности
• Компоненты высокой плотности с тонкой микроструктурой
• Свойства, сравнимые с литыми и коваными или превосходящие их
• Сокращение количества отходов по сравнению с субтрактивными методами

Сочетание прочности, пластичности и коррозионной стойкости инконеля 625 позволяет изготавливать легкие и высокопроизводительные печатные детали в различных отраслях промышленности.

Состав инконеля 625

Типичный состав сплава Inconel 625:

• Никель - 58%
• Хром - 20-23%
• Молибден - 8-10%
• Железо - 5% макс.
• Ниобий - 3-4%
• Следовые количества C, Si, P, S

Основные легирующие элементы, такие как хром, молибден и ниобий, обеспечивают устойчивость к окислению при высоких температурах, повышенную твердость и упрочнение за счет осадки. Состав может быть изменен в зависимости от требований применения.

Основные свойства Inconel 625

Свойства сплава Inconel 625:

• Плотность - 8,44 г/см3
• Температура плавления - 1300°C
• Прочность на разрыв - 760-1380 МПа
• Предел текучести - 550 МПа
• Удлинение - 50%
• Модуль упругости - 200-217 ГПа
• Теплопроводность - 9,8 Вт/м-К
• Коэффициент теплового расширения - 12,8 x 10-6 м/м°C

Баланс высокой прочности, пластичности, коррозионной стойкости и стабильных свойств при повышенных температурах делает этот суперсплав полезным для применения в сложных условиях.

Порошок Inconel 625 для 3D-печати

Основные характеристики порошка Inconel 625 для аддитивного производства:

Свойства порошка Inconel 625

• Форма частиц - в основном сферическая
• Размер частиц - 15-45 микрон
• Кажущаяся плотность - 4 г/см3
• Текучесть - Слегка связный
• Чистота - никель + другие легирующие элементы > 99,5%
• Содержание кислорода - <500 ppm

Сферическая морфология и контролируемый гранулометрический состав обеспечивают плавное распределение порошка при печати. Высокая степень чистоты сводит к минимуму количество дефектов.

Методы 3D-печати Inconel 625

Популярные процессы аддитивного производства, подходящие для Inconel 625, включают в себя:

Методы 3D-печати для Inconel 625

Метод	Описание
DMLS	Использует лазер для сплавления металлического порошка
SLM	Селективное лазерное плавление порошка
Струйная обработка вяжущего	Связывает порошок с жидким веществом
ЛИНЗЫ	Формирование сетки с помощью лазера
EBM	Электронно-лучевая плавка в вакууме

DMLS и SLM обеспечивают высокую точность и качество обработки поверхности. Струйная обработка связующим является более экономичной. EBM и LENS позволяют создавать более крупные детали, близкие к сетчатой форме. Параметры должны быть оптимизированы для каждого процесса.

Области применения 3D-печатных деталей из инконеля 625

Отрасли, использующие компоненты Inconel 625, изготовленные аддитивным способом:

Области применения 3D-печати Inconel 625

Промышленность	Приложения
Аэрокосмическая промышленность	Лопатки турбин, горелки, сопла
Нефть и газ	Клапаны, устьевые детали, подверженные воздействию кислого газа
Производство электроэнергии	Трубки теплообменников, валы насосов
Автомобильная промышленность	Колеса турбокомпрессоров, компоненты выхлопных систем
Химическая обработка	Коррозионностойкие детали для работы с жидкостями

Другие области применения - теплозащитные экраны, штампы для прессов, ядерные реакторы, спортивное оборудование и биомедицинские имплантаты, использующие прочность, пластичность и биосовместимость.

Преимущества 3D-печати Inconel 625

Ключевые преимущества аддитивного производства с использованием Inconel 625:

Преимущества 3D-печати Inconel 625

• Возможность изготовления сложных, оптимизированных геометрических форм
• Сокращение сроков изготовления и снижение затрат по сравнению с механической обработкой
• Снижение веса за счет оптимизации топологии
• Меньше отходов по сравнению с субтрактивными методами
• Улучшенные свойства материала по сравнению с литьем
• Нет необходимости в дорогостоящей оснастке или штампах
• Консолидация узлов в отдельные детали
• Персонализация и быстрое создание прототипов

3D-печать преодолевает ограничения традиционного производства для изготовления высокопроизводительных компонентов из инконеля.

Ограничения при печати Inconel 625

Проблемы 3D-печати Inconel 625

• Высокая стоимость порошка Inconel 625
• Необходимость использования инертного газа во время печати
• Трудности, связанные с удалением опорных конструкций
• Для снятия напряжений может потребоваться постобработка
• Испытания, необходимые для проверки качества напечатанных деталей
• Более низкая пластичность по сравнению с деформируемым Inconel 625
• Ограниченное число квалифицированных поставщиков
• Большие детали, ограниченные объемом принтера

Усовершенствование технологического процесса и квалификация позволят расширить применение компонентов Inconel 625, изготовленных методом аддитивного производства, для критически важных применений.

Поставщики порошка Inconel 625 для 3D-печати

Поставщики порошка Inconel 625 для AM включают в себя надежных поставщиков:

Поставщики порошка Inconel 625

Компания	Расположение
Sandvik	Германия
Praxair	США
Столярная присадка	США
AP&C	Канада
Решения SLM	Германия
Технология LPW	ВЕЛИКОБРИТАНИЯ

Эти компании производят порошок Inconel 625 методом распыления в инертном газе и строго контролируют распределение частиц по размерам, морфологию, содержание кислорода и другие характеристики качества.

Анализ стоимости материалов Inconel 625

Стоимость порошка Inconel 625

Количество	Цена за кг
1-10 кг	$100-150
10-50 кг	$80-120
>50 кг	$50-100

Стоимость выше, чем у порошка из нержавеющей стали, но ниже, чем у реактивных сплавов, таких как титан. При оптовых заказах действуют скидки. Стоимость деталей также зависит от геометрии изделия и скорости изготовления.

Сравнительный анализ Inconel 625

Сравнение инконеля 625 с нержавеющей сталью и кобальтовым хромом

Сплав	Инконель 625	Нержавеющая сталь 316L	Сплав CoCr
Плотность (г/см3)	8.4	8.0	8.3
Прочность на разрыв (МПа)	1035	515	655
Температура плавления (°C)	1300	1370	1290
Коррозионная стойкость	Отличный	Хороший	Ярмарка
Стоимость	Высокая	Низкий	Умеренный
Возможность печати	Ярмарка	Отличный	Хороший

Инконель 625 обладает наилучшими высокотемпературными характеристиками, но имеет более высокую стоимость материала. Нержавеющая сталь проще в печати и дешевле. Кобальт-хром обеспечивает баланс для стоматологических и медицинских целей.

Вопросы и ответы

Вопрос: Какой размер частиц оптимален для3DпечатиInconel 625?

О: Рекомендуется диапазон размеров частиц 15-45 микрон, сферическая морфология и плотное распределение для оптимальной текучести и высокой плотности упаковки при печати.

Вопрос: Какой процесс печати наиболее подходит для Inconel 625?

О: DMLS и SLM с использованием мощного лазера обеспечивают наилучшую точность, плотность и качество поверхности. Струйное нанесение связующего обеспечивает более высокую скорость изготовления, но более низкие механические характеристики.

Вопрос: Требуется ли термообработка Inconel 625 после 3D-печати?

О: Да, для снятия напряжений и достижения оптимальной пластичности, прочности и других механических свойств часто проводится цикл термической обработки с отжигом и старением.

В: В каких отраслях промышленности больше всего используется 3D-печатный Inconel 625?

О: Аэрокосмическая отрасль является крупнейшим потребителем компонентов сгорания. Нефтегазовая промышленность, энергетика, автомобилестроение и химическая промышленность также используют 3D-печатный Inconel 625.

Вопрос: Можно ли 3D-печатать детали из Inconel 625 с функциональными градациями?

О: Да, методы воксельного контроля позволяют непрерывно варьировать состав и микроструктуру в рамках одной печатной детали за счет точного смешивания порошков и модуляции лазера.

Вопрос: Требуется ли для Inconel 625 горячее изостатическое прессование после аддитивного производства?

О: Хотя HIP позволяет устранить внутренние пустоты и повысить усталостную прочность, недавние усовершенствования процесса позволяют достичь полной плотности при печати для большинства применений.

Вопрос: Какие процессы отделки используются при печати на Inconel 625?

О: Печатные детали часто подвергаются абразивной галтовке, дробеструйной обработке, шлифовке и полировке для сглаживания поверхностей и удаления опор. Также может применяться горячее изостатическое прессование.

Вопрос: Сопоставимы ли свойства материалов 3D-печати Inconel 625 с деформируемыми?

О: Правильно напечатанный и обработанный Inconel 625 может соответствовать и даже превосходить по прочности на разрыв, пластичности, вязкости разрушения и другим свойствам традиционно обработанный деформируемый сплав.

Вопрос: Какие конструктивные соображения применимы для деталей Inconel 625 AM?

О: Тонкие элементы требуют более толстых стен. При проектировании следует избегать выступов, минимизировать опоры и учитывать тепловые нагрузки. Модули можно объединять в монолитные компоненты.

узнать больше о процессах 3D-печати